專利名稱：一種避免強光直射攝像機感光器件的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領域，尤其涉及一種避免強光直射攝像機感光器件的方法及
直O(jiān)
背景技術：
目前，在安全防范監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控攝像機的使用越來越廣泛。一些遠距離監(jiān)控需 要使用重載云臺(以下簡稱云臺)搭載長焦大倍率鏡頭及攝像機，有些甚至搭載昂貴的紅 外熱成像攝像機。在某些場合，云臺及攝像機工作在太陽光直射的環(huán)境下。例如機場、邊 防、森林等室外場所。在某些場合，攝像機的監(jiān)控范圍內有位置固定的強光光源，例如探照 燈等。攝像機正對這些強光光源成像時，會造成圖像曝光過度、發(fā)白、發(fā)亮無法看清被攝物 體，嚴重影響視頻圖像質量。當光源達到一定強度，甚至會造成攝像機的核心部件感光靶面 燒毀。如果攝像機損壞，損失輕則幾千元重則幾萬元甚至更多。現(xiàn)有保護攝像機感光靶面 的技術主要是對強光進行抑制，常用的實現(xiàn)方法有自動光圈抑制、濾光片抑制等。其原理均 是感光靶面檢測到強光后，通過電路控制減小通光量，即減少感光靶面上的光照強度從而 起到保護的作用。很顯然這種方法存在滯后性，即感光靶面先要接收強光照射，檢測到光強 超過一定范圍后再采取保護措施。如果光線足夠強，很可能第一時間就已經(jīng)損壞了感光靶 面，后面的保護措施也就失去了意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種避免強光直射攝像機感光器件的方法，旨在解決現(xiàn)有的方法存 在滯后性，即感光靶面先要接收強光照射，檢測到光強超過一定范圍后再采取保護措施。如 果光線足夠強，很可能第一時間就已經(jīng)損壞了感光靶面，后面的保護措施也就失去了意義 的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種避免強光直射攝像機感光器件的方法，所述方法包 括針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確定太陽位置；針對固定強光光源，記憶強光光源位置的角度信息；在攝像機轉向太陽位置或固定強光光源位置之前，執(zhí)行強光抑制保護動作以保證 攝像機感光靶面不受強光直射。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種避免強光直射攝像機感光器件的裝置，所 述裝置包括太陽位置確定單元，用于針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確定 太陽位置；固定強光光源位置確定單元，用于針對固定強光光源，記憶強光光源位置的角度 fn息；強光抑制保護單元，用于在攝像機轉向太陽位置或固定強光光源位置之前，執(zhí)行強光抑制保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術不足，針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確 定太陽位置；針對固定強光光源，記憶光源位置的角度信息；在攝像機轉向太陽方向或固 定強光光源之前，先執(zhí)行強光抑制保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射，達到了 保護攝像機的目的。


圖1為本發(fā)明實施例提供的避免強光直射攝像機感光器件的方法的實現(xiàn)流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的避免強光直射攝像機感光器件的裝置的結構框圖；圖3為本發(fā)明實施例的避免強光直射攝像機感光器件的方法的具體實現(xiàn)方案的 流程圖；圖4為本發(fā)明實施例的云臺水平基準角度、垂直基準角度示意圖；圖5為本發(fā)明實施例的攝像機水平角度、垂直角度示意圖；圖6為本發(fā)明實施例的太陽方位角、高度角示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。圖1示出了本發(fā)明實施例提供的避免強光直射攝像機感光器件的方法的實現(xiàn)流 程圖。詳述如下一種避免強光直射攝像機感光器件的方法，所述方法包括在步驟SlOl中，針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確定太陽位 置；在步驟S102中，針對固定強光光源，記憶強光光源位置的角度信息；在步驟S103中，在攝像機轉向太陽位置或固定強光光源位置之前，執(zhí)行強光抑制 保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計 算以確定太陽位置實現(xiàn)步驟包括獲取所述云臺的絕對地理位置信息；根據(jù)獲得的地理位置信息計算以該點為基準點，計算得到太陽的相對位置信息；根據(jù)所獲得的云臺絕對地理位置信息與所計算出的太陽相對位置信息確定一個 方向，所述方向即為太陽光對云臺的直射方向。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，該方法還包括根據(jù)計算出的太陽相對位置信息，判斷日出、日落時刻；白天開啟針對太陽光的強光抑制保護功能，夜間關閉針對太陽光的強光抑制保護 功能。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，針對固定強光光源執(zhí)行強光抑制保護動作的實 現(xiàn)步驟為
計算攝像機當前角度與云臺所記憶的固定強光光源角度的偏差量；當所述偏差量等于或者小于攝像機視角的范圍時執(zhí)行強光抑制保護動作。圖2示出了本發(fā)明實施例提供的避免強光直射攝像機感光器件的裝置的結構框 圖。為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明相關的部分。一種避免強光直射攝像機感光器件的裝置，該裝置包括太陽位置確定單元21，用于針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確 定太陽位置；固定強光光源位置確定單元22，用于針對固定強光光源，記憶強光光源位置的角 度信息；強光抑制保護單元23，用于在攝像機轉向太陽位置或固定強光光源位置之前，執(zhí) 行強光抑制保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，太陽位置確定單元21包括云臺位置確定模塊211，用于獲取所述云臺的絕對地理位置信息；太陽相對位置確定模塊212，用于根據(jù)獲得的地理位置信息計算以該點為基準點， 計算得到太陽的相對位置信息；直射方向確定模塊213，用于根據(jù)所獲得的云臺絕對地理位置信息與所計算出的 太陽相對位置信息確定一個方向，所述方向即為太陽光對云臺的直射方向。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，太陽位置確定單元21還包括日出日落時刻確定模塊214，用于根據(jù)計算出的太陽相對位置信息，判斷日出、日 落時刻。作為本發(fā)明實施例的一優(yōu)選方案，強光抑制保護單元23包括當開啟針對太陽光的強光抑制保護功能后，太陽光抑制模塊231計算攝像機當前 朝向與計算出的太陽直射方向的偏差量；當所述偏差量等于或者小于攝像機視角的范圍時 執(zhí)行強光抑制保護動作。此外，該模塊還用于白天開啟針對太陽光的強光抑制保護功能，夜 間關閉針對太陽光的強光抑制保護功能。固定強光源抑制模塊232，用于計算攝像機當前角度與云臺所記憶的固定強光光 源角度的偏差量；當所述偏差量等于或者小于攝像機視角的范圍執(zhí)行強光抑制保護動作。以下結合具體的實施方案以及圖3-圖6對本發(fā)明實施例作進一步的說明。本發(fā)明實施例提供的避免強光直射攝像機感光器件的裝置可以采用以下硬件結 構來運行單片機LPC2138的通訊接收接口 RxD與GPS模塊SR-87的通訊發(fā)送接口 TxD相 連。單片機通過讀取GPS所接收的衛(wèi)星定位信息獲得時間及所處位置的經(jīng)緯度信息。如圖3所示，云臺上電自檢后，讀取攝像機當前水平角度P1、當前垂直角度Tl。讀 取攝像機當前水平可視角度范圍P2、當前垂直可視角度范圍T2。如果云臺已經(jīng)設定了強光 光源位置的角度信息，讀取所述光源的水平角度P3、垂直角度T3。當Pl與P3相差的角度 等于水平可視角度范圍P2，并且Tl與T3相差的角度等于垂直可視角度范圍T2時。表示如 果云臺繼續(xù)往該方向旋轉下一時刻就會朝向強光光源。那么只需要在此時執(zhí)行強光抑制保 護動作即可避免攝像機感光靶面被強光照射。下一步單片機讀取GPS模塊的時間信息、經(jīng) 度信息JD和緯度信息WD。并根據(jù)云臺內部設定的水平基準角度PO (正南方向)、垂直基準 角度TO (水平方向)，計算出攝像機當前視場方向相對于云臺水平、垂直基準線的角度(以下簡稱攝像機水平角度P、垂直角度T)。如圖4所示，設定垂直方向將水平位置(地平線) 設為0°基準線，水平方向將正南方向設為0°基準線。那么，當攝像機平視正南方向時，攝 像機水平角度P = PO為0°，垂直角度T = TO為0°。如圖5所示，云臺在該狀態(tài)下，攝像 機水平角度P為10°，垂直角度T為+20°。如圖6所示，角A為太陽方位角，即太陽所在的方位，指太陽光線在地平面上的投 影與當?shù)刈游缇€的夾角，可近似地看作是豎立在地面上的直線在陽光下的陰影與正南方的 夾角。角α為太陽高度角，對于地球上的某個地點，太陽高度角是指太陽光的入射方向和 地平面之間的夾角。如果將正南方設為水平基準角度Ρ0、將地平線方向設為垂直基準角度 TO。那么Ρ0+Α為太陽相對于云臺水平基準的角度，TO+α為太陽相對于云臺垂直基準的角 度。通過這兩個角度就可以確定太陽的方位。太陽高度角α的計算公式為
sina=sin3sincp + cosScoscpcosT(1)式中，δ為太陽赤緯角，可由公式⑵求出。φ為當?shù)氐牡乩砭暥?，可由GPS模塊 直接讀出緯度值WD。τ為當時的太陽時角，可由公式(5)求出。δ = 0. 3723+23. 2567sinθ+0. 1149sin2θ-0. 1712sin3θ-0. 758cosθ+0. 3656c os2θ+0. 0201cos3θ(2)式中，θ為日角，可由公式(3)求出。θ = 2 π X (N-NO) /365. 2422(3)式中，N為從元旦到計算日的總天數(shù)。NO可由公式(4)求出。NO = 79. 6764+0. 2422 X (年份-1985)-INT〔(年份-1985)/4〕(4)τ = (S Θ -12) X15°(5)式中，時間S的符號加上了 Θ下標，表示真太陽時。為了從北京時求出真太陽時， 需要兩個步驟首先，將北京時換成地方時Sd，Sd可由公式(6)求出。Sd = S+{F- 〔120° -(JD+JF/60)〕 X4}/60(6)式中，S和F為北京時的時和分，可由GPS直接讀出。JD和JF為當?shù)氐慕?jīng)度和經(jīng) 分，可由GPS直接讀出。120°是北京時的標準經(jīng)度，乘4是將角度轉化成時間，即每度相當 于4分鐘，除60是將分鐘化成小時。其次，進行時差訂正，可由公式(7)求出。S Θ= Sd+Et/60(7)式中，Et為時差，可由公式⑶求出。Et = 0. 0028-1. 9857sinθ+9. 9059sin2θ-7. 0924cosθ-0. 6882cos2θ(8)式中，θ為日角，可由公式(3)求出。太陽方位角A的計算公式為
cosA= ( sinasincp - sin5 ) / cosacoscp(9)式中，α為太陽高度角?？捎墒舰徘蟪?。φ為當?shù)氐牡乩砭暥?，可由GPS模塊直 接讀出緯度值WD。δ為太陽赤緯角，可由公式⑵求出。由公式(9)可求出兩個A值，第一個A值是午后的太陽方位，當cosA彡0時90°彡A彡180°，當cosA彡0時0彡A彡90°， 第二個A值為午前的太陽方位，取360° -A。綜上所述，只要單片機通過與它相連的GPS模塊讀取到云臺位置的經(jīng)緯度及當前 時間信息，就可以通過上述運算過程得出太陽的方位角A及高度角a。結合讀取GPS信息 時攝像機水平角度P1、垂直角度Tl，以及攝像機當前水平可視角度范圍P2、當前垂直可視 角度范圍T2。當Pl與A相差的角度等于水平可視角度范圍P2，并且Tl與α相差的角度等 于垂直可視角度范圍Τ2時。表示如果云臺繼續(xù)往該方向旋轉下一時刻就會朝向太陽。那 么只需要在此時執(zhí)行強光抑制保護動作即可避免攝像機感光靶面被太陽光照射。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術不足，針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確 定太陽位置；針對固定強光光源，記憶光源位置的角度信息；在攝像機轉向太陽方向或固 定強光光源之前，先執(zhí)行強光抑制保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射，達到了 保護攝像機的目的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種避免強光直射攝像機感光器件的方法，其特征在于，所述方法包括 針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確定太陽位置；針對固定強光光源，記憶強光光源位置的角度信息；在攝像機轉向太陽位置或固定強光光源位置之前，執(zhí)行強光抑制保護動作以保證攝像 機感光靶面不受強光直射。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度 信息計算以確定太陽位置實現(xiàn)步驟包括獲取所述云臺的絕對地理位置信息；根據(jù)獲得的地理位置信息計算以該點為基準點，計算得到太陽的相對位置信息； 根據(jù)所獲得的云臺絕對地理位置信息與所計算出的太陽相對位置信息確定一個方向， 所述方向即為太陽光對云臺的直射方向。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 根據(jù)計算出的太陽相對位置信息，判斷日出、日落時刻；白天開啟針對太陽光的強光抑制保護功能，夜間關閉針對太陽光的強光抑制保護功能。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，針對固定強光光源執(zhí)行強光抑制保護動作 的實現(xiàn)步驟為計算攝像機當前角度與云臺所記憶的固定強光光源角度的偏差量；當所述偏差量等于 或者小于攝像機視角的范圍時執(zhí)行強光抑制保護動作。
5.一種避免強光直射攝像機感光器件的裝置，其特征在于，所述裝置包括太陽位置確定單元，用于針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確定太陽 位置；固定強光光源位置確定單元，用于針對固定強光光源，記憶強光光源位置的角度信息；強光抑制保護單元，用于在攝像機轉向太陽位置或固定強光光源位置之前，執(zhí)行強光 抑制保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射。
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述太陽位置確定單元包括 云臺位置確定模塊，用于獲取所述云臺的絕對地理位置信息；太陽相對位置確定模塊，用于根據(jù)獲得的地理位置信息計算以該點為基準點，計算得 到太陽的相對位置信息；直射方向確定模塊，用于根據(jù)所獲得的云臺絕對地理位置信息與所計算出的太陽相對 位置信息確定一個方向，所述方向即為太陽光對云臺的直射方向。
7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述太陽位置確定單元還包括日出日落時刻確定模塊，用于根據(jù)計算出的太陽相對位置信息，判斷日出、日落時刻。
8.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述強光抑制保護單元包括太陽光抑制模塊，用于當開啟針對太陽光的強光抑制保護功能后，計算攝像機當前朝 向與計算出的太陽直射方向的偏差量，當所述偏差量等于或者小于攝像機視角的范圍時執(zhí) 行強光抑制保護動作；以及用于白天開啟針對太陽光的強光抑制保護功能，夜間關閉針對 太陽光的強光抑制保護功能。固定強光源抑制模塊，用于計算攝像機當前角度與云臺所記憶的固定強光光源角度的 偏差量；當所述偏差量等于或者小于攝像機視角的范圍時執(zhí)行強光抑制保護動作。
全文摘要
本發(fā)明屬于視頻監(jiān)控領域，提供了一種避免強光直射攝像機感光器件的方法及裝置，所述方法包括針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確定太陽位置；針對固定強光光源，記憶強光光源位置的角度信息；在攝像機轉向太陽位置或固定強光光源位置之前，執(zhí)行強光抑制保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術不足，針對太陽光源，通過云臺獲得的經(jīng)緯度信息計算以確定太陽位置；針對固定強光光源，記憶光源位置的角度信息；在攝像機轉向太陽方向或固定強光光源之前，先執(zhí)行強光抑制保護動作以保證攝像機感光靶面不受強光直射，達到了保護攝像機的目的。
文檔編號H04N5/232GK102137231SQ201010617630
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者宋巖 申請人:天津市亞安科技電子有限公司